Метод за почистване на пиролизни бензини от компоненти, образуващи катран
Изобретението се отнася до методи за почистване на продуктите от деструктивната обработка на въглеводородни суровини, в този случай нестабилни пиролизни бензини, от смолисти компоненти и може да се използва в нефтопреработвателната и нефтохимическата промишленост. Пиролизните бензини в парната фаза влизат в контакт в реакционното устройство с алуминосиликатен катализатор, съдържащ зеолит, последвано от отделяне от парите на получените олигомери в зоната за разделяне на същото устройство, при температурата на бензиновите пари, излизащи от колоната за фракциониране на пиролизната смола. Методът е лесен за изпълнение и не изисква изграждане на специална инсталация и разходи за топлина. 2 болен.
Чертежи към патент България 2147598
Изобретението се отнася до нефтопреработвателната и нефтохимическата промишленост и може да се използва за пречистване на продуктите от деструктивната обработка на въглеводородни суровини, по-специално пиролизни бензини, от съдържащите се в тях смолисти компоненти.
Пиролизните бензини съдържат 57–69% моноциклични ароматни въглеводороди в състава си [1]. Поради това октановите им числа според метода на изследване варират от 87 до 98 точки [1]. /Сулимов А.Д. Производство на ароматни въглеводороди от петролни суровини. Москва: Химия, 1975, 29 с. /. Следователно, пиролизните бензини са потенциална суровина за производството на ценни в нефтохимията бензен, толуен, ксилен и техните хомолози или производството на високооктанови моторни горива /1/, /Орочко Д. И. и други процеси на хидрогениране в нефтопреработката. Москва: Химия, 1997, 197 с. /2/.
Известни са методи за пречистване от смолообразуващи компоненти като диени и стирен на бензинови фракции, изолирани от пиролизни смоли [2]. Начинина базата на селективно хидрогениране на бензини. Недостатък на методите е тяхната висока цена поради използването на скъпи дефицитни катализатори, водород и високи налягания в процеса.
Известни са и методи за пречистване на фракции бензен-ксилен-толуен (VTK), изолирани от пиролизната смола, от смолообразуващи компоненти със сярна киселина [3] . Тези методи обаче имат и значителни недостатъци. Най-сериозните от тях са: недопустимо високи загуби на рафинирани бензини, тъй като киселината едновременно сулфонира олефинови и ароматни въглеводороди, които са в основата на бензините; образуване на трудни за рециклиране вредни за околната среда отпадъци от сярна киселина (кисели катрани); тежка корозия на оборудването и др. Що се отнася до пречистването на пиролизни бензини, методът със сярна киселина е напълно неприемлив за тях, тъй като тези бензини са 65-70% съставени от сулфуриращи въглеводороди / Kolyandr L.Ya. Получаване на чист бензен за синтез. Москва: Металургия, 1966, 23 с. /3/.
Според техническата същност и постигнатия резултат най-близък до предложеното изобретение е метод за почистване на дестилати от деструктивно рафиниране на нефт [4]. Същността на прототипния метод се основава на каталитичното превръщане на смолисти компоненти в висококипящи олигомери, последвано от отделянето им от смес от реакционни продукти чрез фракциониране. За олигомеризация пречистеният дестилат се нагрява и контактува със силициево-фосфорен каталитичен комплекс в течна фаза при температури 90-150 o C. Пречистването се извършва в независима инсталация, към която се подават пречистените дестилати, след като са получени в процеса на деструктивно рафиниране на нефт. /Като. СССР N 1174462, C 10 G 29/00, 29/02, 1985/.
Основният недостатък на прототипа е значителното увеличение на ценатацелеви продукт поради необходимостта от изграждане на специална инсталация за пречистване и допълнителен разход на топлинна енергия, особено за отделяне на олигомери от пречистени дестилати. Тъй като олигомерите се образуват в количества не повече от 5-10%, пречистените дестилати трябва да бъдат почти напълно изпарени, за да се отделят от течните олигомери в стрипинг (фракционираща) колона, след което парите отново се кондензират и охлаждат, което също изразходва енергия.
Целта на разработването на настоящото изобретение е да се намали цената на процеса на почистване на пиролизен бензин от смолисти компоненти. Тази цел се постига с това, че бензиновите пари се подлагат на пречистване при температурата на изхода им от колоната за фракциониране на пиролизната смола чрез контакт в реакционното устройство със зеолит-съдържащ алуминосиликатен катализатор и последващо отделяне на получените олигомери от тях в зоната за разделяне на реакционното устройство.
На фиг. 1а показва метод за разделяне на пиролизната смола чрез фракциониране, например, на три части: бензин, разтворител и остатък. На фиг. 1b показва пример за пречистване на бензинова фракция по предложения метод във връзка с горния случай на фракциониране на катран. Каталитичният реактор R-1 с вътрешна сепарационна зона в долната си част е свързан към шлемната тръба между фракциониращата колона K-1 и кондензатор-хладилник X-1. Бензиновите пари, напускащи горната част на колоната К-1 при най-високата си температура, навлизат в реактора Р-1, преминават през неговата каталитична зона и отделени от течните олигомери постъпват за охлаждане и кондензация в топлообменника Х-1 по обичайния начин и след това в събирателния резервоар Е-1, от който се изпомпват от инсталацията. Част от рафинирания бензин се подава къмнапояване на върха на колона К-1.
В каталитичната зона на реактора образуващите катран компоненти на бензиновите пари се превръщат в течни олигомери и заедно с парите преминават в зоната на разделяне. Там те се отделят от парния поток и постъпват в събирателен резервоар Е-3, от който след охлаждане в хладилник Х-4 се изпомпват извън инсталацията. Реакторът Р-1 работи в адиабатен режим, т.е. без подаване или отвеждане на топлина. Топлинните загуби в околната среда се компенсират от положителния топлинен ефект на реакцията на олигомеризация. Следователно температурата в реакционната зона съответства на топлинния баланс и се установява на ниво, практически равно на температурата на входящите бензинови пари.
По този начин е предложен метод, който позволява да се отстранят компонентите, образуващи катран, от пиролизни бензини на етапа на тяхното пребиваване в състояние на поток от пари по време на дестилация от пиролизни смоли и да се изключи последващо повторно изпаряване за отделяне на получените олигомери - продукти за пречистване.
Експериментално е доказана възможността за пречистване на пиролизния бензин от компоненти, образуващи катран, по предложения метод. Лабораторните експерименти симулираха случай на селекция от пиролизната смола на бензин - дестилация (FR. NK - 130) на една от промишлените инсталации, от фракциониращата колона на която бензиновите пари се отстраняват при температура 105-110 o C [5]. / Думски Ю.В. Нефтени смоли. М.: Химия, 1988, 118 с./.
Схемата на лабораторната установка, на която са проведени моделните експерименти, е показана на фиг. 2. Подробностите за монтажа са отбелязани и описани на диаграмата. Подлежащият на пречистване бензин се подава от помпа 1 към изпарителя 2, откъдето парите му при температура 110 o C постъпват в каталитичната зона на реактор-сепаратор 3 с обем на слоя от алумосиликатен катализатор 100 ml. На повърхността на гранулите на катализаторапри 105-110 o C протича реакцията на олигомеризация на съдържащите се в бензина смолисти диенови въглеводороди. Получените олигомери в течна форма се стичат надолу над слоя на катализатора и заедно с парите навлизат в зоната на разделяне на реактора, където се разделят и напускат реактора в независими потоци. Олигомерите се охлаждат в хладилник 7 и се вливат в мерителен цилиндър 5, а изпаренията на пречистения бензин след кондензация в хладилник 7 се събират в приемник 4.
Скоростта на подаване на бензинови пари за пречистване се измерва чрез намаляването на обема на течността в измервателния цилиндър 6, а добивът на рафиниран бензин и олигомерни смоли се измерва чрез печалбата на течности в цилиндри 5 и 4. За това по време на експериментите се водят подходящи записи. Температурата в зоната на реакция и разделяне се контролира с помощта на термометри 8.
По този начин е разработен ефективен метод за пречистване на пиролизни бензини от компоненти, образуващи катран. Методът е лесен за изпълнение, не изисква изграждане на специална инсталация и топлинни разходи за процесите на олигомеризация и последващо отделяне на реакционните продукти.
ИСК
Метод за почистване на пиролизни бензини от смолисти компоненти чрез контактуване с катализатор при повишени температури, последвано от разделяне на получените олигомери, характеризиращ се с това, че бензиновите пари се подлагат на пречистване при температурата на излизането им от фракциониращата колона на пиролизната смола чрез контакт в реакционно устройство със зеолит-съдържащ алуминосиликатен катализатор и последващо отделяне на получения олигомери от тях в зоната за разделяне на реакционното устройство.